지구상에 왜 그렇게 많은 석유, 가스, 석탄이 있습니까? (사진 1장). 석유 - 살아 있고 죽은 것 : 블랙 골드는 어디에서 왔습니까?

도움되는 힌트 15.10.2019

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미국 연구자들은 현재의 모든 석유와 석탄 매장량의 "시작"을 제공하는 미세 조류를 발견했습니다. 미국의 전문가들은 이러한 자원이 축적된 원인이 그들이 발견한 미세조류라고 확신합니다.

미국 켄터키 대학의 Joe Chapel 교수가 이끄는 전문가 그룹은 지구상의 모든 석탄 및 석유 매장량의 기초가 된 미생물을 발견했습니다. 이제 연구자들은 진정한 연료원이 될 수 있고 인류의 모든 미래 에너지 문제를 해결할 수 있는 새로 발견된 미생물의 유전자 변형에 대해 연구하고 있습니다.

이전에 과학자들은 석탄과 석유가 5억 년 전에 지구에 살았던 미생물의 중요한 활동의 결과로 형성되었다는 사실을 발견했습니다. 그리고 아주 최근에 미국 연구팀은 단 하나의 유기체가 이러한 중요한 세포의 출현과 축적의 가장 직접적인 원인이라는 사실을 발견했습니다. 천연 자원. 전문가들은 이것이 Botryococcus braunii라는 미세조류라는 사실을 발견했으며, 이는 모든 유형의 오일에 화학적 "각인"을 가지고 있습니다. 석유는 오랜 시간이 지나면 결국 석탄이 되기 때문에 B.braunii 조류도 이 고체 연료의 공급원입니다.

"그러나 더 흥미로운 것은 이 놀라운 조류가 오늘날에도 여전히 존재하고 대규모 화학 및 석유 화학 산업의 주요 연구 대상이 될 수 있다는 것입니다."라고 Joe Chapel은 말합니다.

현재 석유 및 석탄 매장량의 형성에 대한 명백한 거대한 "작업"에도 불구하고 B.braunii는 다소 느리게 성장하므로 자연적인 형태로는 바이오 연료 매장량을 만드는 직접적인 출처로 적합하지 않습니다. 그러나 전문가들은 B.braunii의 유전자를 사용하여 탄화수소를 효율적이고 빠르게 생합성할 수 있는 대체 미생물을 만들 수 있습니다.

오늘날, 높은 생화학 활성을 특징으로 하는 원하는 유전자를 분리하여 효모 게놈에 강제로 도입하는 매우 성공적인 예가 이미 있습니다. 결과적으로 일반적으로 소박한 바이오 연료 공급원이 나오고 미래에는 고전적인 석유 생산 방법에 대한 재생 가능한 대안이 될 수 있습니다.

과학자들에 따르면, B. braunii 유전자의 사용은 이 미생물이 탄화수소 원료 생산을 위한 독특한 분자 메커니즘을 가지고 있기 때문에 엄청난 이점이 있습니다. 그리고 B.braunii가 수백만 년 전에 생성하기 시작한 거대한 석탄과 석유 매장량에 의해 일반적으로 확인되는 유사한 특성을 가진 알려진 박테리아가 하나도 없다고 말해야합니다. 전문가들에 따르면 Botryococcus braunii 조류의 고유한 유전자를 빠르게 성장하고 그다지 변덕스럽지 않은 유기체로 이식하면 연료를 생산하는 저렴하고 매우 효율적인 생물 반응기를 만들 수 있습니다.

예측

세계 경제 성장과 북반구의 혹독한 겨울로 인해 석유 수요가 증가할 것으로 예상됩니다. 올해이는 많은 전문가 및 비즈니스 대표의 기대를 뛰어넘을 것입니다. 이는 국제 에너지 기구(IEA)에서 보고한 것입니다.

이 기관의 전망에 따르면 석유 수요량은 지난해 하루 8770만 배럴에서 8910만 배럴/일에 달할 것으로 예상된다.

IEA는 오늘의 고유가가 세계 경제 회복의 둔화를 촉발할 수 있다고 경고했습니다. 또한 IEA는 유가가 배럴당 100달러 선에서 유지될 경우 원유 생산자, 투자자, 소비자가 상당한 피해를 입을 수 있다고 전했다.

석유는 절대 떨어지지 않는다?

수십 년 전 지질학자들은 지구상의 가스와 석유 매장량이 두 번 이상 고갈되었어야 한다고 믿었습니다. 최신 데이터는 과학자들이 우리 고향 행성의 탄화수소 매장량이 거의 반세기 동안 충분할 것이라고 분명히 밝혔습니다. 이 경우 물론 유기 탄화수소에 대해 이야기하고 있습니다.

한편, 트로이츠크 시에 있는 러시아 과학 아카데미의 고압 물리학 연구소의 최근 실험은 우리 지구가 석유와 가스를 지속적으로 생산할 수 있음을 보여주었습니다. 상부 맨틀에는 많은 탄소가 있다고 합니다. 러시아 전문가, 종종 킴벌라이트 파이프를 통해 다이아몬드 형태로 표면에 나타납니다.

국내 과학자들이 설명 하듯이 지구의 창자에는 일정한 질량 전달, 열 전달이 있습니다. 그리고 이것은 우리 행성의 맨틀에 존재하는 암석과 다양한 물질이 석유를 포함한 탄화수소의 무한한 재생산이 가능하다는 것을 의미합니다.

석유는 액체 상태의 가연성 광물입니다. 퇴적암지구. 오일의 구성은 탄소와 수소 외에도 다양한 양의 황, 질소, 산소 및 금속을 포함하는 수백 가지의 다양한 탄화수소 및 화합물의 복잡한 혼합물입니다. 에 의해 모습기름은 어두운 색에서 기름진 액체입니다. 밝은 색수지 물질의 함량에 따라 다릅니다. 물보다 가볍고 거의 녹지 않으며 상대 밀도는 일반적으로 0.80에서 0.92입니다. 기름의 점도는 물보다 훨씬 높습니다. 오일을 구성하는 다양한 탄화수소 및 유분의 끓는점은 40-50 °C에서 고온(최대 500-600 °C). 기름은 "새는, 흘러나오는"을 의미하는 페르시아어 "nafata"에서 그 이름을 얻었습니다. 지구상의 기름의 출현은 여전히 진행 중인 과학적 논의의 주제입니다(주로 상호 배타적인 두 가지 가설, 즉 유기 및 무기 기원).

오일의 무기 기원 가설(생물학적 가설)에 따르면, 탄화수소는 무기 화합물의 변형 결과로 형성되었습니다. 1805 년에 독일 과학자 A. Humboldt는 석유가 모든 화산 현상의 에너지가있는 원시 암석에서 나온다고 주장했습니다. 1876년, 무기 물질로부터 인공적으로 탄화수소를 합성한 프랑스 화학자 M. Berthelot은 석유가 광물 화합물로부터 지구의 창자에서 형성되었다고 제안했습니다.

1876년 러시아 과학자 D. I. Mendeleev는 오일 형성에 대한 "탄화물" 가설을 설명했습니다. 이에 따르면 물은 지구의 장으로 스며들어 금속 탄화물, 특히 철과 상호 작용하여 고온 및 고압의 영향을 받아 탄화수소를 형성합니다. 및 해당 금속 산화물. 비생물학적 이론은 상당량의 탄소를 함유한 주철에 황산(H2SO4)을 작용시켜 수소와 불포화탄화수소를 생성하는 실험을 통해 확인되었다. 1878년 프랑스 과학자들은 염산(HC1) 거울 주철과 백열에서 수증기를 가진 철은 기름 냄새가 나는 수소와 탄화수소를 받았습니다.

유명한 Leningrad 석유 지질학자인 N. A. Kudryavtsev는 석유의 무기 기원에 대한 가설 개발에 크게 기여했습니다. 1950년대에 전 세계 유전 및 가스전의 방대한 지질학적 자료를 요약한 후, 그는 석유의 기원에 대한 자신만의 마그마 가설을 세웠습니다. 층으로 올라가는 온도와 압력 지각(이상 지역에서 저온및 압력), 서로 및 수소와 상호 작용하여 오일로 변합니다. 균열을 따라 암석에서 수직 및 수평으로 이동하면서 형성된 오일은 지구의 상층뿐만 아니라 깊이에도 트랩에 축적됩니다. N. A. Kudryavtsev의 이러한 견해는 시추 유정의 더 큰 깊이 (10km 이상)로 확인됩니다.

그러나 "카바이드" 가설은 오일에 존재하는 다양한 구조의 모든 탄화수소의 외관을 설명하지 않습니다. 석유의 기원에 대한 화산 가설과 함께 1889년 러시아 지질학자 V.D. 소콜로프는 가스 덩어리가 점차 액상으로 바뀌고 그 안에 포함된 탄화수소(탄소와 수소의 화합물)에 대한 공간 이론을 제시했습니다. 액체 마그마에 용해되어 탄화수소가 상층으로 올라간 균열을 따라 단단한 지각으로 냉각되어 기름과 가스가 축적됩니다.

우리 시대에 이미 화산과 우주 가설을 하나의 전체로 결합한 Novosibirsk 연구원 V. A. Salnikov는 인공위성이 지구와 충돌 한 결과 화산 및 산 건설 활동이 강화되었다고 제안했습니다. 수십억 톤의 화산재와 진흙 흐름이 우주에서 가져온 지구 탄화수소의 깊은 창자에 채워져 고온과 고압의 영향으로 석유와 가스로 변했습니다.

석유의 기원에 대한 유기가설의 본질은 원래 퇴적암에 분산된 상태로 있던 유기물에서 석유와 가스가 나왔다는 것이다. 이러한 유기물은 19세기에 발달한 미생물군과 미세동물군(플랑크톤 등)의 사체였을 것으로 추정된다. 바닷물, 동물의 유골과 섞인 플로라. 퇴적암에 묻힌 유기물의 변형의 주요 과정은 고온 및 고압의 영향과 암석의 촉매 작용으로 인해 유기물이 오일 탄화수소로 전환되는 상당한 깊이로 잠긴 후에 발생했습니다. 이것은 수억(약 5억 7천만)년이 걸렸지만 이는 지구 역사의 약 10%에 불과합니다. 1888년 독일 과학자 G. Gefer와 K. Engler는 어유를 400°C의 온도와 약 1MPa의 압력에서 증류하여 포화 탄화수소, 파라핀 및 윤활유를 얻었습니다.

1919년 러시아 과학자 학자 N. D. Zelinsky는 유기 슬러지 처리 중 식물 기원(Balkhash 호수의 sapropel)은 휘발유, 등유, 중유 및 메탄을 받았습니다.

Academician I. M. Gubkin은 그의 저서 "The Teaching about Oil"(1932)에서 sapropel (식물 및 동물 기원의 역청 슬러지)을 오일 형성의 초기 물질로 간주했습니다. 유기 잔류물이 풍부한 층은 대기 산소에 의한 산화 및 혐기성 박테리아의 영향으로 인한 변형으로부터 실트를 보호하는 더 어린 퇴적물에 의해 덮입니다. 저수지에서는 구조적으로 움직이면서 온도와 압력이 증가하여 유기물이 기름으로 변합니다. 오일 형성에 대한 I. M. Gubkin의 견해는 오일 퇴적물 형성 과정에 침전의 주요 단계와 유기 잔류 물이 오일로 변환되는 생물학적 기원에 대한 현대 가설의 기초가됩니다.

소련 과학 아카데미의 해당 회원 A. A. Vorobyov는 온도와 압력 외에도 전기도 자연 과정에 참여한다고 제안했습니다. 따라서 지각 과정에서 암석이 접촉 할 때 발생하는 전기 방전의 영향으로 유기 화합물에서 방출되는 메탄은 아세틸렌, 에틸렌 및 기타 오일의 일부인 탄화수소로 변환됩니다.

20세기 초 현대 석유 지구화학의 창시자인 학자 V. I. Vernadsky. 또한 기름의 기원에 대한 생물학적 가설을 고수했습니다. "유기체는 의심 할 여지없이 기름의 출발 물질입니다." V. I. Vernadsky가 제안한 가설에 따르면 탄소와 그 화합물은 지구 화학 순환 시스템의 일부인 석유, 가스, 석탄 및 기타 암석의 구조에 관여합니다.

지각에서 (그림 1.1). 이 화합물의 주요 성분은 이산화탄소(CO2)로 대기 중 함량은 4 10톤으로 추정되며 동시에 광합성과 풍화. 즉, 순환이 없으면 탄소는 수천 년에 걸쳐 대기에서 완전히 사라지고 대기보다 약 500배 더 많은 CO2 매장량이 있는 암석에 묻힐 수 있습니다.

메탄(CH4)도 탄소 운반체이며 대기 중 함량은 5109톤이지만 대기에서 CH4의 일부가 성층권으로 들어가 더 나아가 우주. 또한 광화학적 변환의 결과로 메탄도 소비됩니다. 대기 중에 CH4 분자가 존재하는 기간이 약 5년이라는 점을 고려하면 매장량을 보충하기 위해 지하 매장량에서 약 109톤의 메탄이 매년 메탄 증발의 형태로 대기에 유입되어야 합니다. 또는 "지구의 가스 호흡".

현재 화산 폭발 중 지구 맨틀과 행성의 "가스 호흡"으로 인한 장의 가스 제거는 탄소 섭취원으로 간주됩니다. 동시에, 판이 서로 밀릴 때 해양 암석 퇴적물이 맨틀로 당겨진 결과 탄소 매장량의 보충이 발생합니다. 훨씬 적은 정도(연간 "저장"되는 총량의 10 - 10) 탄소는 우주 공간에서 운석 물질과 함께 공급됩니다.

모스크바 주립 대학교 B. A. Sokolov 교수는 석유와 가스의 유기 기원에 대해 비 유적으로 다음과 같이 씁니다. 한편으로는 유체가 상승하여 다른 한편으로는 지구의 창자에서 표면으로 열과 물질 전달을 수행합니다.

대부분의 벨로루시 과학자(학술원 국립 아카데미벨로루시의 과학과 러시아 아카데미과학 R. G. Garetsky, 벨로루시 R. E. Aizberg 및 A. V. Kudelsky 국립 과학 아카데미의 해당 회원)는 석유 및 천연 가스의 기원을 유기(퇴적 이동) 이론과 연결합니다. 그들의 위치는 거의 모든 알려진 석유 및 탄화수소 가스 축적이 소위 석유 및 가스 소스(가스 및 가스 생성) 단지의 퇴적층 및 개발 영역에 국한된다는 사실 때문입니다. 퇴적암에서 발견되는 대부분의 유기 화합물과 오일의 대부분을 구성하는 탄화수소는 매우 유사하지만 오일의 유기물은 생물 기원이라는 것이 밝혀졌습니다. 퇴적 이동 이론에 따르면 심토의 오일 및 가스 함량은 역사적 현상입니다. 성장하는 고온 환경(60-80에서 150-200 °C)에서 생성 암석의 유기물의 양과 질, 깊은 깊이(2-10km 이상)로의 침강 강도에 따라 달라집니다. .

이와 관련하여 벨로루시의 새로운 유전 및 가스전을 발견하기 위한 모든 탐사 작업은 유기적 기원의 개념을 기반으로 합니다.

동시에 학자 R.G. Garetsky에 따르면 결정질 또는 화성암에서 확인된 오일 쇼(퇴적층의 범람과 관련이 없는 경우)는 무기 (생물학적) 방법. 그러나 그러한 나프타이드 쇼는 퇴적 단지에서 오일 쇼보다 훨씬 더 드물다.

1980년대 후반 벨로루시 국립과학아카데미(National Academy of Sciences of Belarus Yu. M. Pleskachevsky)의 해당 회원인 벨로루시 과학자는 전리 방사선과 물질의 상호 작용에 대한 알려진 현상을 기반으로 석유의 기원에 대한 방사선 화학 가설을 제안했습니다. . 이 가설에 따르면, 기름은 퇴적층의 유기물과 깊고 깊은 기원의 탄소질 가스 모두에서 형성됩니다. 육지 암석의 자연 방사선의 영향으로 메탄 및 저분자량 탄화수소와 같은 맨틀(생물 기원) 기원의 가스는 퇴적물에 "매장된" 유기 물질의 분해 산물, 즉 생물 기원의 분해 산물에도 존재합니다. 중합한 다음 오일로 전환합니다. 동시에, 이러한 변형의 깊이는 다른 구성과 점도의 오일 형성을 결정하는 방사선의 흡수 선량에 의해 크게 결정됩니다.

석유 형성에 대한 방사선 화학 가설에 찬성하여 우라늄, 토륨 등의 천연 방사성 물질과 바나듐 화합물 (중금속의 농도가

임박한 (30-50 년 후) 석유 매장량 고갈에 대한 일반적인 예측은 전문가들에게 다양한 방식으로 인식됩니다. 대부분은 정중하고(“그렇습니다”), 다른 사람들은 회의적이며(“석유 매장량은 무한합니다!”), 여전히 다른 사람들은 후회합니다(“수세기 동안 충분할 수 있습니다…”). "Popular Mechanics"는 이 문제를 조사하기로 결정했습니다.

생물학적 이론에 따른 오일 형성

현장의 석유 생산량 " 흰 호랑이»베트남 해저에서 지질 학자들의 가장 낙관적 인 예측을 능가하고 "블랙 골드"의 막대한 매장량이 깊은 곳에 저장되어 있다는 희망으로 많은 석유 전문가에게 영감을주었습니다.

1494-1555: Georgius Agricola, 의사 및 야금학자 18 세기까지 기름의 기원에 대한 흥미로운 버전이 많이있었습니다 ( "홍수 물의 영향을받은 육상 지방", 호박, 고래 소변 등). 1546년에 George Agricola는 기름은 무기물이고 석탄은 기름이 두꺼워지고 응고되어 형성된다고 썼습니다.

1711-1765: Mikhailo Vasilyevich Lomonosov, 과학자 백과사전 학자 - 화학자, 물리학자, 천문학자 등. 지구 층에서 탄화와 압력을 받는 식물 잔류물에서 오일의 기원에 대한 과학적 기반 개념을 처음으로 표현한 사람 중 한 명("On the layer of the earth", 1763) : "갈색과 검은색 유성 물질은 준비된 석탄에서 지하 열에 의해 배출됩니다..."

1834-1907: 드미트리 이바노비치 멘델레예프, 화학자, 물리학자, 지질학자, 기상학자 등 처음에는 석유의 유기적 기원에 대한 아이디어를 공유했습니다(매우 깊은 곳, 고온 및 압력, 탄소질 사이에서 일어나는 반응의 결과). 지표면에서 스며 나오는 철과 물). 나중에 "무기" 버전을 고수함

1861−1953: Nikolai Dmitrievich Zelinsky, 유기 화학자 그는 석유의 기원 문제를 해결하는 데 크게 기여했습니다. 그는 동물과 식물의 일부인 일부 탄소 화합물이 낮은 온도와 적절한 조건에서 석유와 유사한 생성물을 형성할 수 있음을 보여주었습니다. 화학적 구성 요소그리고 물리적 특성

1871-1939: Ivan Mikhailovich Gubkin, 석유 지질학자 소련 석유 지질학의 창시자이자 생물 발생 이론의 지지자. 그는 석유의 성질에 대한 연구 결과를 요약하고 결론에 도달했습니다. 그 형성 과정은 연속적입니다. 석유 형성에 가장 유리한 것은 침하 및 융기 영역의 경계에서 지각의 과거 영역에서 불안정합니다.

대략적으로 말하면 석유 매장량이 얼마나 오래 지속될지는 아무도 모릅니다. 더욱 놀라운 사실은 19세기 이후로 논쟁이 계속되고 있음에도 불구하고 지금까지 석유가 어떻게 형성되는지 정확히 말할 수 있는 사람은 아무도 없다는 것입니다. 과학자들은 신념에 따라 두 진영으로 나뉘었습니다.

이제 전문가들 사이에서 세계에서 생물 이론이 우세합니다. 수백만 년 동안 지속되는 다단계 과정에서 식물과 동물 유기체의 잔해에서 석유와 천연 가스가 형성되었다고 말합니다. 이 이론에 따르면 창립자 중 한 명이 Mikhailo Lomonosov였으며 석유 매장량은 대체 할 수 없으며 언젠가는 모든 매장량이 고갈됩니다. 물론 인간 문명의 무상함을 고려할 때 대체할 수 없습니다. 최초의 알파벳과 핵 에너지는 불과 4,000년의 차이가 있지만 현재의 유기 잔류물에서 새로운 석유를 형성하는 데 수백만 달러가 걸릴 것입니다. 이것은 우리의 그리 멀지 않은 후손이 먼저 기름 없이 해야 하고 그 다음에는 가스 없이 해야 한다는 것을 의미합니다.

비생물학적 이론의 지지자들은 미래를 낙관적으로 바라본다. 그들은 우리가 더 많은 세기 동안 충분한 석유와 가스 매장량을 갖게 될 것이라고 믿습니다. 드미트리 이바노비치 멘델레예프(Dmitri Ivanovich Mendeleev)는 바쿠에 있는 동안 지질학자 독일인 아비크(Abikh)로부터 유전이 지리적으로 매우 자주 단층(지각에 있는 특별한 유형의 균열)에 국한된다는 사실을 알게 되었습니다. 동시에 유명한 러시아 화학자는 탄화수소(석유 및 가스)가 지하 깊은 곳의 무기 화합물에서 형성된다고 확신하게 되었습니다. 멘델레예프는 지각을 절단하는 균열을 따라 산을 쌓는 과정에서 지표수가 지구 깊숙이 금속 덩어리로 스며들고 탄화철과 반응하여 금속 산화물과 탄화수소를 형성한다고 믿었습니다. 그런 다음 탄화수소는 균열을 통해 지각의 상층으로 올라가 유전과 가스전을 형성합니다. 비생물학적 이론에 따르면 새로운 석유의 형성은 수백만 년을 기다릴 필요가 없으며 완전히 재생 가능한 자원입니다. 비생물학적 이론의 지지자들은 새로운 퇴적물이 매우 깊은 곳에서 발견되기를 기다리고 있으며, 이 순간석유 매장량은 아직 알려지지 않은 매장량에 비해 미미한 것으로 판명될 수 있습니다.

증거를 찾고

그러나 지질학자들은 낙관론자보다 비관론자에 더 가깝습니다. 적어도 그들은 생물학적 이론을 신뢰할 더 많은 이유가 있습니다. 1888년에 독일 과학자 Gefer와 Engler는 동물성 제품에서 기름을 얻을 수 있는 가능성을 증명하는 실험을 시작했습니다. 4000C의 온도와 약 1MPa의 압력에서 어유를 증류하는 동안 포화 탄화수소, 파라핀 및 윤활유를 분리했습니다. 나중에 1919 년에 주로 식물 기원 인 Balkhash 호수 바닥의 유기 슬러지에서 Academician Zelinsky는 증류 중에 조 타르, 코크스 및 가스 (메탄, CO, 수소 및 황화수소)를 얻었습니다. 그런 다음 그는 수지에서 휘발유, 등유 및 중유를 추출하여 식물성 유기물에서도 오일을 얻을 수 있음을 경험으로 증명했습니다.

석유의 무기 기원 지지자들은 그들의 견해를 수정해야했습니다. 이제 그들은 유기물에서 탄화수소의 기원을 부정하지 않았지만 대안적인 무기 방식으로도 얻을 수 있다고 믿었습니다. 곧 그들은 자신들의 증거를 갖게 되었습니다. 분광학 연구에 따르면 목성과 다른 거대 행성의 대기와 위성 및 혜성의 가스 봉투에는 가장 단순한 탄화수소가 존재합니다. 이것은 자연에서 무기물로부터 유기물을 합성하는 과정이 있다면 지구상의 탄화물로부터 탄화수소가 형성되는 것을 막는 것은 아무것도 없다는 것을 의미합니다. 고전적인 생물 발생 이론과 일치하지 않는 다른 사실들이 곧 발견되었습니다. 많은 유정에서 석유 매장량이 예기치 않게 회복되기 시작했습니다.

오일 매직

그로즈니에서 멀지 않은 Tersko-Sunzhensky 지역의 유전에서 그러한 최초의 역설 중 하나가 발견되었습니다. 최초의 우물은 1893년 천연 석유 쇼가 열리는 곳에서 뚫었습니다.

1895년에 140m 깊이의 우물 중 하나가 거대한 기름 분수를 제공했습니다. 12일 동안 흐르면 오일 피트의 벽이 무너지고 오일 흐름이 인접한 유정의 데릭에 범람했습니다. 불과 3년 후, 분수가 길들여졌다가 말라버렸고 그들은 석유 생산의 분수 방식에서 양수 방식으로 전환했습니다.

그레이트의 시작으로 애국 전쟁모든 우물은 물이 많이 공급되었고 일부는 좀약이되었습니다. 평화가 시작된 후 생산이 회복되었고 놀랍게도 거의 모든 만조 우물에서 물이없는 기름이 생산되기 시작했습니다! 이해할 수 없는 방식으로 우물은 "두 번째 바람"을 받았습니다. 반세기 후, 상황은 반복되었습니다. 체첸 전쟁이 시작될 무렵 우물에 다시 물이 많이 공급되었고 생산 속도가 크게 떨어졌으며 전쟁 중에 착취되지 않았습니다. 생산이 재개되었을 때 생산 속도가 크게 증가했습니다. 더욱이, 최초의 작은 유정은 환형을 통해 다시 지구 표면으로 기름을 펌핑하기 시작했습니다. 생물 발생 이론의 지지자들은 난처한 반면, "무기물"은 다음과 같은 사실로 이 역설을 쉽게 설명했습니다. 여기오일은 무기 기원입니다.

세계에서 가장 큰 유전 중 하나인 Romashkino 유전에서 비슷한 일이 일어났습니다. Romashkino 유전은 60년 이상 개발되었습니다. 타타르 지질학자들에 따르면 7억 1000만 톤의 석유를 밭의 우물에서 추출할 수 있었습니다. 그러나 현재까지 거의 30억 톤의 석유가 이곳에서 이미 생산되었습니다! 석유 및 가스 지질학의 고전적 법칙으로는 관찰된 사실을 설명할 수 없습니다. 일부 우물은 맥동하는 것처럼 보였습니다. 생산 속도의 하락이 갑자기 장기적인 성장으로 대체되었습니다. 구 소련 영토의 다른 많은 우물에서도 맥동 리듬이 기록되었습니다.

베트남 해저에 있는 백호밭을 빼놓을 수 없다. 석유 생산 초기부터 "블랙 골드"는 퇴적층에서만 추출되었으며 여기에서 퇴적층 (약 3km)을 뚫고 지각의 기초에 들어가 우물이 분출되었습니다. 더욱이 지질학자들의 계산에 따르면 우물에서 약 1억 2천만 톤을 추출할 수 있었지만 이 양을 생산한 후에도 기름은 좋은 압력으로 장에서 계속 흘러나왔습니다. 이 분야는 지질 학자들에게 새로운 질문을 제기했습니다. 석유는 퇴적암에만 축적됩니까, 아니면 지하 암석이 저장소가 될 수 있습니까? 기초에도 석유가 있다면 세계의 석유 및 가스 매장량이 우리가 생각하는 것보다 훨씬 더 많을 수 있습니다.

빠르고 무기질

고전적인 석유 및 가스 지질학의 관점에서 설명할 수 없는 많은 우물의 "두 번째 바람"의 원인은 무엇입니까? "Tersko-Sunzhenskoye 필드 및 일부 다른 필드에서 석유는 유기물에서 형성될 수 있지만 고전 지질학이 제공하는 것처럼 수백만 년이 아니라 몇 년 안에 형성될 수 있습니다."라고 러시아 국가 지질학과장은 말합니다. 석유 및 가스 대학. 그들을. 구브킨 빅토르 페트로비치 가브릴로프 -그 형성 과정은 Gefer 및 Zelinsky의 실험과 유사하지만 자연 자체에서 수행되는 유기물의 인공 증류와 비교할 수 있습니다. 이러한 오일 형성 속도는 암석권의 하부와 함께 퇴적물의 일부가 지구의 상부 맨틀로 유입되는 지역의 지질 학적 특징으로 인해 가능해졌습니다. 그곳에서 고온과 고압의 조건 하에서 유기 물질의 빠른 파괴 과정과 새로운 탄화수소 분자의 합성이 일어납니다.”

Romashkinskoye 필드에서 Gavrilov 교수에 따르면 또 다른 메커니즘이 작동합니다. 여기, 지각의 결정질 암석의 두께, 기초에는 30억년 이상 된 고알루미나 편마암의 두꺼운 층이 있습니다. 이 고대 암석에는 많은 양(최대 15%)의 흑연이 포함되어 있으며, 수소가 있는 고온에서 탄화수소가 형성됩니다. 단층과 균열을 따라 지각의 다공성 퇴적층으로 올라갑니다.

러시아 탄화수소 매장량의 절반이 집중되어 있는 서부 시베리아 석유 및 가스 지역에서 발견되는 탄화수소 매장량의 신속한 보충을 위한 또 다른 메커니즘이 있습니다. 여기 과학자에 따르면 묻힌 리프트 밸리에서 고대 바다"흑인 흡연자"에서와 같이 무기물에서 메탄이 형성되는 과정이 발생했으며 계속 발생합니다(사이드바 참조). 그러나 지역 리프트 밸리는 메탄의 분산을 방해하고 암석 저장소에 집중시키는 강수에 의해 막힙니다. 이 가스는 계속해서 탄화수소를 공급하고 공급합니다. 서부 시베리아 평원. 여기에서 오일은 유기 화합물에서 빠르게 형성됩니다. 그렇다면 탄화수소는 항상 여기에 있을까요?

교수는 "우리가 새로운 원칙에 따라 현장 개발에 대한 접근 방식을 구축한다면 추출 속도를 이 지역의 생성 센터에서 유입되는 탄화수소의 속도와 조정하면 우물은 수백 년 동안 작동할 것"이라고 대답합니다.

그러나 이것은 지나치게 낙관적인 시나리오입니다. 현실은 더 잔인합니다. 매장량을 보충하기 위해 인류는 "폭력적인"채광 기술을 포기해야 합니다. 또한 일시적으로 보증금 착취를 거부하는 특별 회생 기간을 도입해야합니다. 증가하는 세계 인구와 증가하는 요구에 직면하여 우리는 그것을 할 수 있습니까? 거의 ~ 아니다. 결국, 원자력을 제외하고 석유는 여전히 가치 있는 대안이 없습니다.

드미트리 이바노비치 멘델레예프는 지난 세기에 기름을 태우는 것은 용광로를 지폐로 가열하는 것과 같다고 비판적으로 말했습니다. 위대한 화학자가 오늘날 살았다면 그는 아마도 우리를 문명 역사상 가장 미친 세대라고 부를 것입니다. 그리고 아마도 그는 틀렸을 것입니다. 우리 아이들은 여전히 우리를 능가할 수 있습니다. 그러나 손자는 아마도 그런 기회가 없을 것입니다 ...

일반적으로 석유와 석탄의 형성에 대해 의심의 여지가 거의 없습니다. 이들은 장의 압력과 산소 부족의 영향으로 변형된 고대 식물과 동물의 유기적 잔해입니다. 따라서 석탄과 석유는 당연히 재생 불가능한 자원으로 분류되며, 완전히 고갈될 때까지 남은 시간이 매우 짧다는 사실 때문에 언론은 정기적으로 우리를 두렵게 합니다. 모퉁이에서 이것은 의심 할 여지없이 확인되었습니다-고대 동물 유기체와 식물의 흔적. 그러나 석유를 사용하면 모든 것이 그렇게 단순하지 않습니다. 상당히 심각한 과학적 근거를 가진 이론이 적어도 두 개 더 있습니다.

독일 과학자 G. Gefer와 K. Engler가 1888년에 설정한 경험은 고전적인 오일 형성 이론을 확인하는 역할을 합니다. 그들은 400C의 온도와 약 1MPa의 압력에서 어유를 증류했습니다. 동시에 그들은 알켄, 나프텐 및 아렌 함량이 높은 포화 탄화수소, 파라핀, 윤활유를 얻었습니다. 나중에 Academician N.D. Zelinsky는 유사한 실험을 수행했지만 조류에서 형성된 유기 슬러지가 출발 물질로 선택되었습니다. 그는 휘발유, 등유, 중유 및 메탄을 얻었습니다 ...

이 과정에서 모든 것이 제자리를 찾은 것 같습니다. 수백만 년 전, 압력과 온도의 영향으로 깊은 깊이(어떻게?)로 떨어진 퇴적된 유골은 석유-가스-석탄으로 변했습니다. 곧(50년 후) 우리는 그것들을 모두 추출할 것이며 매장량을 갱신하기 전에 몇 백만 년을 더 기다려야 할 것입니다. 거기에 없었습니다. 사실은 석유 및 가스 형성 과정이 계속되고 고전 이론에 따라 가능한 것보다 훨씬 더 빠른 속도로 진행됨을 보여줍니다.

석유와 가스가 계속 형성되고 있다는 사실은 100년 이상에 이르는 장수명과 원래 계획보다 몇 배나 많은 총 누적 생산량으로 입증됩니다. 후기 밭의 생산 수준은 처음에는 최대 생산 수준의 10-20%로 감소한 다음 안정화됩니다. 예를 들어, Shebelinskoye 필드는 50년 이상 운영되어 왔으며 자원이 고갈되지 않습니다. 필드의 초기 가스 매장량은 반복적으로 위쪽으로 조정되었습니다. 현재는 원래 승인된 것보다 2배 더 높습니다. 타타르스탄에서는 석유 자원과 석유 생산량 사이에도 분명한 차이가 있습니다. 30억 톤 이상의 석유가 이미 추출되었지만 전체 퇴적층에 대한 석유 공급원 물질의 추정치는 7억 9백만 톤에 불과하며 이는 고립된 사례가 아닙니다.

이론 1. 카바이드 또는 바이오제닉.

1866년에 프랑스의 화학자 M. Berthelot는 석유가 광물로부터 지구 창자에서 형성되었다(그리고 형성되고 있음)고 제안했습니다. 그의 이론을 뒷받침하기 위해 그는 여러 실험을 수행했으며 무기 물질에서 탄화수소를 인공적으로 합성했습니다.

10년 후인 1876년 10월 15일 러시아 화학 학회 회의에서 D.I. Mendeleev는 석유 형성에 대한 자신의 가설을 설명했습니다. 위대한 화학자는 산을 쌓는 과정에서 물이 지각을 뚫는 단층 균열 속으로 깊숙이 들어간다고 믿었습니다. 장으로 스며들어 결국 탄화철과 만나 고온과 고압의 영향을 받아 화학 반응. 이 반응의 결과로 산화철과 탄화수소가 형성됩니다. 결과 물질은 지각의 단층을 따라 상층으로 올라가 다공성 암석을 포화시킵니다. 그 결과 가스전과 유전이 형성됩니다.

이 경우 Mendeleev는 충분한 양의 탄소를 함유한 주철에 황산을 작용시켜 수소와 불포화 탄화수소를 생성하는 실험을 말합니다.

그 당시 Mendeleev의 "순수 화학자"의 아이디어는 실험실에서 수행되는 실험이 자연에서 발생하는 과정과 다르다고 생각한 지질 학자에게는 성공하지 못했습니다. 그러나 카바이드 또는 석유 기원에 대한 생물 이론이라고도 불리는 생물 이론은 천체 물리학 자로부터 예상치 못한 출처로부터 증거를 받았습니다. 스펙트럼 연구 천체탄화수소가 목성과 다른 행성의 대기와 혜성의 가스 봉투에 존재한다는 것을 보여주었습니다. 글쎄, 탄소와 수소 화합물은 우주에서 흔하기 때문에 자연에서 무기물로부터 유기물을 합성하는 과정이 일어난다는 것을 의미합니다!

이론 2. 자연의 탄소 순환.

지질학 및 광물학 박사 Azariy Barenbaum이 이끄는 러시아 과학 아카데미(IPOG RAS)의 석유 및 가스 문제 연구소의 과학자 그룹은 석유 및 가스의 기원에 대한 또 다른 이론을 개발했습니다. 그들의 개념에 따르면 탄화수소 침전물은 수백만 년이 아니라 수십 년에 걸쳐 발생할 수 있습니다. 동시에 온실 효과 이론에 의문이 제기됩니다. 주요 논문은 대기 중 이산화탄소 수준이 자체 조절될 수 있다는 것인데, 이는 대기 중에 제어되지 않은 이산화탄소 축적이 없음을 의미하기 때문입니다.

러시아 과학자들의 이론에 따르면 석유 및 가스 형성은 기후적 과정만큼 지질학적 과정이 아닙니다. 그것은 지구의 물과 탄소 순환과 연결되어 있습니다. 지각 조건에서 중탄산염 형태로 대기에서 포획 된 빗물과 함께 나오는 탄소는 탄화수소로 환원되어 이미 지질 구조 트랩에 오일 및 가스 축적이 형성됩니다. 러시아 과학자들에 따르면, 그가 설명한 이론으로 인해 1~10km 깊이의 석유 및 가스 축적의 최대 90%가 나타나고, 고전 이론에서 가정한 것처럼 매장량의 10%만이 유기 잔류물로 형성됩니다.

그리고 러시아 지질 학자들의 또 다른 중요한 결론은 기후 순환의 석유 및 가스 형성에 적극적으로 참여하기 때문에 화석 탄화수소 퇴적물의 보충이 수십만 년이 아니라 수십 년 만에 발생한다는 것입니다. . 그리고 두 번째 결론은 광상에서 석유와 가스를 적당히 추출해도 해당 지역의 잠재적인 석유와 가스 잠재력에 큰 영향을 미치지 않아야 한다는 것입니다. 그러나 이것은 탄화수소가 생산과 동일한 지역 내에서 소비된다는 조건 하에서 사실입니다. 즉, 탄화수소로 작동하는 화력 발전소는 석유 및 가스 생산을 형성함으로써 보상합니다.

블라디미르 코무트코

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석유 기원 이론

현대 세계 경제의 존재는 석유 및 가스와 같은 광물 없이는 상상할 수 없습니다. 이 에너지 자원에 대한 높은 수요로 인해 석유 회사는 견고한 이익을 얻을 수 있기 때문에 석유는 종종 "블랙 골드"라고 불립니다. 많은 사람들이 석유와 가스의 기원이 무엇이며 일반적으로 석유가 무엇인지에 대한 질문에 관심이 있습니다. 이 기사에서는 접근 가능한 언어로 이러한 질문에 답하려고 노력할 것입니다.

오일은 다양한 물질의 복잡한 혼합물입니다. 화학 물질, 탄소와 수소라는 두 가지 요소가 우세하며 그 화합물을 탄화수소라고합니다.

따라서 오일은 다음과 같은 화합물로 구성됩니다.

탄화수소. 그들은 메탄, 나프텐, 파라핀 및 방향족으로 나뉩니다.
아스팔트 및 수지성 물질. 휘발유에 녹는 물질을 아스팔텐이라고 합니다. 휘발유가 녹지 않는 물질을 수지라고 합니다.
유황 및 그 화합물. 기름에 함유된 유황 물질의 함량은 보통 0.1~6%이지만 기름과 훌륭한 콘텐츠이 화학 원소.
질소 및 산소 화합물. 일반적으로 오일의 함량은 1%를 초과하지 않습니다.
궤조. 또한 오일에는 거의 없습니다 (퍼센트 미만).

원유는 실용화에 적합하지 않습니다. 실질적으로 적용 가능한 제품을 얻기 위해 정유소(refinery)에서 가공을 거친다. 필드 오일은 원유이며 시장성이 있습니다. 원유는 자연에서 자연적으로 형성된 물질입니다. 여기에는 용해된 가스, 염분, 물 및 암석 조각이 포함되어 있습니다.

이러한 모든 바람직하지 않은 불순물은 실용적인 관점에서 쓸모가 없을 뿐만 아니라 사용되는 장비와 처리를 위해 원료가 공급되는 파이프라인에 극도로 부정적인 영향을 미칩니다. 따라서 유전에서 오일은 주요 송유관으로 펌핑되기 전에 예비 정제를 거칩니다. 이러한 과정을 거친 후 상업용 오일이라고 하는 오일을 얻습니다.

이 광물에서 얻은 제품 목록은 매우 광범위합니다. 이것과 모두 알려진 종자동차 연료(가솔린, 디젤 연료, 항공 등유 등), 보일러 및 선박 연료(연료유) 및 각종 오일(윤활유, 변속기 등).

또한 석유 공급 원료는 플라스틱, 용제, 페인트, 청소 제품 및 폭발물. 자동차 타이어또한 "블랙 골드"에서 얻은 원료로 만들었습니다. 주요 목적이 연료 원료이기 때문에이 광물이 가장 중요한 에너지 운반체라고 불리는 것은 헛되지 않습니다. 그리고 이미 연료는 연소에 의해 열, 기계 및 기타 유형의 에너지로 변환됩니다.

현재 자연에서 석유의 형성을 설명하는 가장 대중적인 이론은 석유의 기원에 대한 두 가지 가설입니다. 이 두 가지 가정에는 과학계에서 열렬한 지지자와 화해할 수 없는 반대자가 있습니다.

첫 번째 이론은 생물학적입니다.

그것은 기름이 가장 유기적인 잔해에서 형성되었다고 말합니다. 다른 유형동식물, 그리고 이 과정은 수백만 년 동안 계속되었습니다. 수백만 년 동안 동물과 식물. 세계적으로 유명한 러시아 과학자 Mikhail Vasilievich Lomonosov는이 가설을 처음으로 제시했습니다.

이 이론을 근거로 삼는다면, 이 에너지 자원에 관한 인류의 전망은 결코 장밋빛으로 보이지 않습니다. 사실 우리 문명은 자연의 자연적 석유 형성보다 훨씬 빠르게 발전하고 있습니다.

즉, 인류는 자연이 생성할 수 있는 시간보다 훨씬 더 많은 양을 펌핑하고 있으며, 그 결과 이 광물은 소위 재생 불가능한 자원으로 분류됩니다. 이 이론의 지지자들은 가까운 장래에 블랙 골드 매장량이 고갈되고 인류는 대체 소스에너지.

두 번째 이론은 이와 관련하여 특히 석유 산업에 대해 더 낙관적으로 보입니다. 비생물성이라고 합니다.

그리고이 가설을 처음으로 제시 한 사람은 러시아 과학자 Dmitry Ivanovich Mendeleev였습니다. 한번은 바쿠에 있는 동안 그 당시 이름이 German Abikh인 매우 유명한 지질학자를 만났습니다. Mendeleev에게 일반적으로 모든 가장 큰 유전이 지각의 단층과 균열에 가깝다고 말한 것은 그가 보유한 과학적 지질 데이터를 기반으로 한 지질학자였습니다.

이 정보를 고려하여 Dmitry Ivanovich는 다음에 대한 자신의 이론을 개발했습니다. 자연적 기원이 광물. 그는 그러한 균열과 단층을 통해 지표수가 지각 깊숙이 침투한 후 그 안에 포함된 금속 및 탄화물 화합물과 반응한다고 제안했습니다.

과학자에 따르면 탄화수소가 형성되는 것은 이 과정의 결과입니다. 그런 다음 동일한 결함과 균열을 따라 결국 표면에 더 가까워져 유전이나 가스전이 나타납니다. 이 이론에서 가장 중요한 것은 Mendeleev에 따르면 이 과정의 기간이 10년을 초과하지 않는다는 것입니다.

이 가설을 믿는다면 현재 개발중인 분야는 개발이 잠시 중단되면 점차 회복되기 때문에 우리 문명의 탄화수소 매장량은 수세기 동안 지속될 것입니다.

석유의 기원에 대한 생물 기원 이론

그러나 인구의 지속적인 증가로 인해 지속적으로 증가하는 이 에너지 자원에 대한 막대한 수요의 맥락에서 지구본, 이미 개발된 분야에서 생산을 중단하는 것은 불가능합니다. 모든 희망은 아직 손대지 않은 새로운 원자재 매장량에만 있습니다.

현재 현대 기술의 발달로 과학자들이 그 진실에 대한 더 많은 증거를 찾을 수 있게 됨에 따라 비생물학적 이론은 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 예를 들어, 섭씨 400도의 온도로 가열하면 폴리나프텐 화합물을 함유한 탄화수소가 순수한 오일을 방출하기 시작한다는 것이 과학적으로 입증되고 수많은 실험을 통해 확인되었습니다. 그리고 이것은 과학적으로 입증된 신뢰할 수 있는 사실입니다.

인공 "블랙 골드"

"날 놔줘!" -당신은 묻습니다- "실험실에서 석유를 얻을 수 있다면 왜 지구의 창자에서 석유를 추출하는 데 엄청난 돈을 쓰나요?" 그렇게 간단하지 않고, 주요 문제인공 기름의 비용이 매우 높다는 것입니다. 즉, 판매 가격으로 아무도 구매하지 않으며 그러한 제품의 생산은 수익성이 없습니다. 실험실에서이 제품을 얻는 것은 그러한 과정의 가능성이 Mendeleev의 이론을 다시 한 번 확인했기 때문에 과학적 관점에서만 흥미로 웠습니다.

비교를 위해 이 귀중한 천연 에너지원의 기원을 살펴보겠습니다. 현재의 의견에 따르면 해저에 가라앉은 죽은 생물은 결국 산소와 미생물이 없는 환경에 있게 되었고 그 결과 부패가 일어나지 않았습니다(산화 과정의 부재와 미생물). 결과적으로 실트 강수량이 축적되었습니다. 지각의 지질층이 이동하는 과정에서 이러한 퇴적물은 지구의 내부로 침투하면서 점점 더 깊이 내려갔습니다.

수백만 년 동안 이 실트는 고온 값과 고압의 영향을 받아 특정 화학 물질과 물리적 프로세스. 이 침전물에 포함된 탄소는 수소(탄화수소)와 화합물을 형성하기 시작했습니다. 고분자량 탄화수소는 오일의 일부인 액체 물질입니다. 그리고 저분자량 탄화수소는 잘 알려진 천연 가스가 형성되는 기체 화합물일 뿐입니다.

그렇기 때문에 지구상에 액체 석유 공급 원료가없는 순수한 천연 가스 매장지가 있지만 석유 생산 장소에는 관련 가스라고하는 탄화수소 가스가 항상 있습니다. 이 이론은 M.V.의 생물학적 가설을 확인합니다. Lomonosov, 그래서 석유의 기원에 대한 질문에 대한 명확한 답은 아직 없습니다.

그렇다면 위의 모든 것에서 어떤 결론을 내릴 수 있습니까?

과학자들은 현재 탄화수소 광물이 어떻게 형성되는지 정확히 말할 수 없습니다. 현대 과학계에 존재하는 두 가설이 모두 확인되었고 그 중 하나는 아직 완전히 반박되지 않았습니다.

Lomonosov의 이론이 맞다면 인류 문명은 긴급히 대체 에너지원을 찾아야 합니다. 천연 탄화수소지칠 것이다 세계 경제매우 심각한 위기가 기다리고 있습니다. 최악의 상황에서 시작하여 세계 과학은 이러한 방향으로 적극적으로 노력하고 있습니다. 이미 사람들은 식물에서 연료를 만드는 방법, 바람과 해일의 에너지를 사용하여 전기 에너지를 생성하는 방법을 배웠고 전기 자동차 산업 분야의 발전은 크게 발전했으며 이 분야의 작업은 지속적으로 진행되고 있습니다.